Виды и назначение сетей.
Специально для начинающих специалистов в сфере сетевых технологий на нашем сайте разработана рубрика “Сетевые технологии“. В этой рубрике мы постараемся описать подробно с самых “азов” о назначениях сетей и принципах их работы.
В этой статье вы узнаете какие бывают виды сетей и их назначение. Также познакомитесь с топологиями и видами кабелей для построения компьютерных сетей.
Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Назначение простейшей сети:
- совместное использование аппаратных и программных ресурсов;
- доступ к информационным ресурсам.
Типы компьютерной сети
Компьютерные сети могут быть классифицированы на основе различных атрибутов, таких как физический размер, способ подключения, типы устройств и т.д. Для простоты введения давайте рассмотрим его классификацию с точки зрения физического размера. Вы часто будете слышать следующее.
- Локальная сеть (LAN)
- Городская сеть (MAN)
- Глобальная сеть (WAN)
Локальная сеть (LAN)
LAN- тип компьютерной сети, которая имеет дело обычно с небольшой областью и в основном ограничена одним местом; например, сеть кибер-кафе, компьютерная лаборатория или просто здание организации.
Сеть дома или небольшого здания называется локальной сетью SOHO (имеется в виду локальная сеть небольшого домашнего офиса). В этом типе сети обычно мало компьютеров и других сетевых устройств, например, задействованных коммутаторов и маршрутизаторов (подробности об устройствах описаны ниже).
Городская сеть (MAN)
MAN — это тип компьютерной сети, которая больше, чем локальная сеть, но не поддерживает глобальную сеть (WAN). Это посредник между LAN и WAN. Он охватывает больше областей, чем в локальной сети, и имеет большее количество компьютеров; это также можно рассматривать как комбинацию нескольких локальных сетей.
Глобальная сеть (WAN)
Это самая большая форма компьютерной сети, охватывающая тысячи гектаров земли. Он может пройти через государства и страны; нет ограничений на количество компьютерных и сетевых устройств или ресурсов. В глобальной сети используются все необходимые сетевые устройства, такие как коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы, мосты, ретрансляторы и т.д. Этот тип сети обычно требует административной проверки на полный рабочий день, поскольку ее отказ может привести к массовой потере или краже данных.
Всеми знакомый пример — Интернет.
Типы проводного доступа в Интернет
Сначала мы рассмотрим проводные технологии доступа в Интернет. Обычно они позволяют вам выйти в Интернет из дома.
Кабельное подключение
Кабель – распространенный способ достпа к высокоскоростному Интернету. Здесь используется тот же тип медного кабеля, что и для услуг кабельного телевидения. Применяется стандарт, называемый DOCSIS (спецификация интерфейса службы передачи данных по кабелю), совместимый модем может сортировать телевизионные сигналы из сигналы данных Интернета, поэтому оба работают на одной линии.
Хотя кабель по-прежнему является распространенным методом широкополосной связи, у него появились серьёзные конкуренты среди более современных методов. Вы всё ещё можете ожидать стабильной скорости от кабельного Интернета, но это не самая мощная технология.
Оптоволоконное подключение
Оптоволоконное подключение к Интернету является одним из самых быстрых вариантов домашнего Интернета. Вместо традиционного кабеля используются световые сигналы для передачи информации.
На исходном конце передатчик преобразует электрические сигналы в свет. Затем этот свет отражается по специальному кабелю из стекла или пластика. Когда он достигает пункта назначения, принимающая сторона преобразует свет обратно в данные, которые ваш компьютер может использовать.
Как и следовало ожидать, свет распространяется намного быстрее, чем электричество, протекающее по проводам. К сожалению, волоконно-оптические сети не так распространены, как кабельные, а прокладка новых линий обходится дорого. Таким образом, этот тип подключения недоступен в некоторых регионах.
Мы используем термин «волокно до дома», чтобы описать этот тип доступа. Однако, оптоволоконный кабель используется и для многих других целей, например, для прокладки линий через океан. Волоконная оптика может эффективно передавать данные на гораздо большие расстояния, чем кабель, что делает его полезным в этих ситуациях.
DSL доступ в Интернет
DSL, что означает цифровая абонентская линия, использует существующие телефонные линии для передачи цифровых данных. Поскольку данные передаются с большей частотой, чем голосовые вызовы, вы можете одновременно пользоваться Интернетом и разговаривать по телефону.
С DSL вы устанавливаете физический фильтр, который разделяет голосовые сигналы и сигналы данных. Иначе во время разговора по телефону вы услышите пронзительное шипение.
Этот термин почти всегда относится к асимметричному DSL, это означает, что ваши скорости загрузки и выгрузки различаются. Это имеет смысл, поскольку большинство людей загружают из Интернета больше контента, чем выгружают туда.
DSL всё ещё предлагается сегодня, особенно в местах без надежной кабельной инфраструктуры. Это приемлемо, если вам не нужно быстрое соединение, но с сегодняшним Интернетом его возможностей часто оказывается недостаточно.
Коммутируемое соединение
Сейчас коммутируемое соединение – редкость, но о нём стоит кратко упомянуть, поскольку это был первый широко используемый метод доступа в Интернет.
Как и DSL, он использует телефонные линии для подключения к Интернету. Однако, в отличие от DSL, по линии может одновременно проходить только один тип сигнала. Модем с коммутируемым доступом преобразует цифровые сигналы с компьютера в аналоговые сигналы, которые проходят по телефонной линии, выполняя «телефонный звонок» на сервер провайдера.
Конечно, у этой настройки много ограничений. Аналоговый сигнал дозвона неэффективен по сравнению с цифровыми сигналами. И, что печально известно, телефонный звонок, когда вы были в сети, выкинул бы вас из интернета.
Звук коммутируемого соединения вызывает у многих ностальгию, но, по большей части, это технология соединения, оставшаяся в прошлом.
Пара клиент—сервер
Начнем с определений.
Клиент — это модуль, предназначенный для формирования и передачи сообщений-запросов к ресурсам удаленного компьютера от разных приложений с последующим приемом результатов из сети и передачей их соответствующим приложениям.
Сервер — это модуль, который постоянно, ожидает прихода из сети запросов от клиентов и, приняв запрос, пытается его обслужить, как правило, с участием
локальной ОС; один сервер может обслуживать запросы сразу нескольких клиентов (поочередно или одновременно)/
Проще говоря Сервер — это компьютер на котором установлена программа, или принтер. Клиент — это компьютер который подключается к программе, работает с ней и распечатывает какие-либо результаты, например.
При этом программа может быть установлена на Клиенте, а база данных программы на Сервере.
5. История появления и развития компьютерных сетей
История появления и развития компьютерных сетей тесно связана с развитием вычислительной техники и коммуникаций. В ней можно выделить несколько этапов.
1950-1960 гг. Компьютеры представляют собой громоздкие устройства, требующие длительного времени для обработки информации. Создаются отдельные терминалы с собственными устройствами ввода-вывода, напрямую работающие с общим компьютером (мэйнфреймом). Терминалы, физически удалённые от мэйнфрейма, — первый прообраз компьютерной сети.
1960-1970 гг. Разрабатываются технические принципы компьютерной сети. В 1969 г. появляется ARPANET — первая глобальная сеть невоенного назначения, объединяющая суперкомпьютеры нескольких научно-исследовательских центров США, использующая для передачи данных телефонные сети.
1970-1980 гг. Появляются большие интегральные схемы, первые мини-компьютеры, первые нестандартные, настраиваемые вручную локальные сети. Появляются первые сетевые стандарты. Начинает функционировать электронная почта.
1980-1990 гг. Создаются персональные компьютеры. Принимается протокол TCP/IP, вводится система доменных имён DNS. Появляется Интернет в виде, близком к современному. Появляются стандартные технологии локальных сетей (Ethernet — 1980 г., Token Ring, FDDI — 1985 г.). Начинается коммерческое использование Интернета.
1990-2000 гг. Появляются первые интернет-сайты. Интернет объединяет локальные сети и становится средством массовой коммуникации. Телетехнологии (телемосты, видеоконференции) встраиваются в глобальную сеть.
2000-2010 гг. Производится массовое подключение отдельных пользователей и локальных сетей к Интернету. Используются беспроводные сети, резко снижается стоимость передачи единицы информации. Доступ к сети Интернет и электронной почте встраивается в мобильные телефоны. Создаются и получают широкое распространение сетевые средства массовой информации, интернет-магазины, цифровые библиотеки, дистанционное образование, социальные сети.
2010-2015 гг. Активно разворачиваются цифровые услуги населению, создаются облачные ресурсы и действующие на их основе мобильные сервисы, разворачивается глобальная сеть онлайн-обучения.
Как подключить принтер в локальную сеть
В «Устройствах и принтерах» нужно выбрать принтер и нажав ПКМ перейти в свойства принтера. Во вкладке «Доступ» нажать на галочку «Общий доступ». Принтер должен отображаться иконкой, показывающей, что устройство успешно подключено к LAN.
Если нужно закрыть доступ к папке, то в свойствах надо найти пункт «Сделать недоступными». Если же нужно отключить весь компьютер от LAN, то легче всего изменить рабочую группу ПК.
Какие бывают типы подключения к сети интернет
Коммутируемый доступ
Это модемное подключение через телефонную сеть. Для настройки необходимо иметь домашний телефон и оператора связи, оборудование которого достаточно мощное для обеспечения доступа в сеть.
Неудобство коммутируемой связи заключается в том, что соединение с сетью происходит через ту же линию, что и дозвон. Поэтому одновременное использование интернета и телефона невозможно. Кроме того, в среднем такое соединение позволяет выходить в сеть на скорость до 56 Кбит/с. При таком соединении работают немногие онлайн-игры, а скачивание файлов может растянуться на несколько недель.
Сейчас коммутируемое подключение распространено в местностях, в которых плотность населения или особенности территории не позволяют провести широкополосный интернет.
Подключение через асимметричную цифровую абонентскую линию
По-другому он называется ADSL. Это еще один тип модемного соединения. Для него тоже требуется телефонная линия, но цифровой модем позволяет одновременно дозваниваться и выходить в сеть. Пропускная способность линии при этом типе подключения к сети интернет выше, чем в способе, описанном выше. Она обеспечивает абоненту достаточно высокую скорость доступа в сеть – в среднем до 24 Мбит/с. Нагрузка на линию распределяется асимметрично – входящее соединение происходит быстрее, чем исходящее (скорость до 1,4 Мбит/с). Из-за этого загружать файлы на сервер приходится дольше.
Подключение через кабельное телевидение
Это тип доступа, который обеспечивается по стандарту DOCSIS – передача данных через телевизионный кабель. Обычно его используют в случае отсутствия в доме интернет-провайдеров. С его помощью можно получить скорость от 27 до 50 Мбит/с. Для настройки доступа необходимо наличие в доме кабельного телевидения и специальный модем.
Доступ через Ethernet-кабель
Ethernet – выделенная линия. Ее используют для подключения компьютера к сети напрямую или через Wi-Fi-роутер. Пропускная способность такого канала выше, чем в случае с ADSL или телевизионным кабелем. Скорость передачи данных от 50 Мбит/с в обоих направления – как от компьютера к серверу, так и обратно. Подключиться можно только при наличии широкополосного интернета в доме абонента.
Подключение через GPON
GPON – это технология настройки доступа в сеть через персональную оптоволоконную линию. Она проводится от оборудования провайдера непосредственно в квартиру абонента. Этот тип настройки соединения с сетью обеспечивает максимальную скорость передачи данных – до 1 Гб/с. Для подключения необходимо протянуть от общей линии кабель в квартиру абонента и установить оптический модем. Пока технология доступна не во всех регионах.
Более распространенным, чем GPON, является подключение по оптоволокну и витой паре. При этом оптический кабель тянут до многоквартирного дома, а по абонентам интернет разводят с помощью витой пары. Пропускная способность такого канала ниже.
Настройка доступа через антенну
К этой группе относятся радио, мобильный, спутниковый интернет. Для настройки доступа с помощью перечисленных каналов необходимы антенны.
Радиоинтернет работает через точку доступа, обеспечиваемую провайдером. Сигнал от нее распространяется на определенный радиус и поступает на оборудование абонента через антенну, установленную в квартире. Далее с помощью модема сигнал поступает на компьютер. Если точка доступа находится далеко, сигнал может оказаться слишком слабым. В таком случае помимо антенны используют усилители сигнала.
Мобильная связь работает через антенны, установленные в сотовых телефонах или USB-модемах, дополнительное оборудование не требуется. Этот тип подключения к сети интернет самый доступный, но отличается невысокой пропускной способностью в сравнении с проводным подключением по выделенной линии.
Спутниковая связь устанавливается через уличные антенны, направленные на спутник. Из-за больших расстояний, которые должен преодолевать сигнал, обычно он поступает с задержкой. К другим недостаткам подключения относятся невысокая скорость соединения, нестабильная работа в плохую погоду, высокая стоимость оборудования и абонентской платы. Однако в некоторых местностях спутниковая связь является единственным доступным каналом подключения.
Локальная сеть: Общие правила построения сети и ее основные компоненты
Само по себе понятие локальной сети означает объединение нескольких компьютеров или компьютерных устройств в единую систему для обмена информацией между ними , а так же совместного использования их вычислительных ресурсов и периферийного оборудования.Таким образом, локальные сети позволяют:
Обмениваться данными (фильмами, музыкой, программами, играми и прочим) между членами сети. При этом для просмотра фильмов или прослушивания музыки совершенно не обязательно записывать их к себе на жесткий диск. Скорости современных сетей позволяют это делать прямо с удаленного компьютера или мультимедийного устройства.
Подключать одновременно сразу несколько устройств к глобальной сети Интернет через один канал доступа. Наверное, это одна из самых востребованных функций локальных сетей, ведь в наши дни список оборудования, в котором может использоваться соединение с всемирной паутиной, очень велик. Помимо всевозможной компьютерной техники и мобильных устройств, теперь полноправными участниками сети стали телевизоры, DVD/Blu-Ray проигрыватели, мультимедиа плееры и даже всевозможная бытовая техника, начиная от холодильников и заканчивая кофеварками.
Совместно использовать компьютерное периферийное оборудование, такое как принтеры, МФУ, сканеры и сетевые хранилища данных (NAS).
Совместно использовать вычислительные мощности компьютеров участников сети.При работе с программами, требующих сложных вычислений, например как 3D-визуализация, для увеличения производительности и ускорения обработки данных, можно задействовать свободные ресурсы других компьютеров состоящих в сети. Таким образом, имея несколько слабых машин объединённых в локальную сеть, можно использовать их суммарную производительность для выполнения ресурсоемких задач.
Как видите, создание локальной сети даже в рамках одной квартиры, может принести немало пользы. Тем боле, что наличие дома сразу нескольких устройств, требующих подключения к интернету, уже давно не редкость и объединение их в общую сеть, является актуальной задачей для большинства пользователей.
Основные принципы построения локальной сети
Чаще всего в локальных сетях используются два основных типа передачи данных между компьютерами – по проводам, такие сети называются кабельными и используют технологию Ethernet, а так же с помощью радиосигнала по беспроводным сетям, построенных на базе стандарта IEEE 802.11, который более известен пользователям под названием Wi-Fi.
На сегодняшний день проводные сети до сих пор обеспечивают самую высокую пропускную способность, позволяя пользователям обмениваться информацией со скоростью до 100 Мбит/c (12 Мб/c) или до 1 Гбит/с (128 Мб/с) в зависимости от используемого оборудования (Fast Ethernet или Gigabit Ethernet). И хотя современные беспроводные технологии чисто теоретически тоже могут обеспечить передачу данных до 1.3 Гбит/c (стандарт Wi-Fi 802.11ac), на практике эта цифра выглядит гораздо скромнее и в большинстве случаев не превышает величину 150 – 300 Мбит/с. Виной тому служит дороговизна высокоскоростного Wi-Fi оборудования и низкий уровень его использования в нынешних мобильных устройствах.
Как правило, все современные сети устроены по одному принципу: компьютеры пользователей (рабочие станции), оборудованные сетевыми адаптерами, соединяются между собой через специальные коммутационные устройства, в качестве которых могут выступать: маршрутизаторы (роутеры), коммутаторы (хабы или свитчи), точки доступа или модемы. Более подробно об их отличиях и назначениях мы поговорим ниже, а сейчас просто знайте, что без этих электронных коробочек, объединить сразу несколько компьютеров в одну систему не получится. Максимум чего можно добиться, это создать мини-сеть из двух ПК, соединив их, друг с другом.
Не нужно забывать, что локальная сеть — это «изделие» с индивидуальными решениями для каждого конкретного случая, которое не терпит непродуманного подхода. Именно поэтому, как любое качественное изделие, локальная сеть должна строиться профессионалами. Давайте далее рассмотрим, что нам нужно знать для проведения качественного монтажа.
В самом начале необходимо определить основные требования к вашей будущей сети и ее масштаб. Ведь от количества устройств, их физического размещения и возможных способов подключения, напрямую будет зависеть выбор необходимого оборудования. Чаще всего домашняя локальная сеть является комбинированной и в ее состав может входить сразу несколько типов коммутационных устройств. Например, стационарные компьютеры могут быть подключены к сети с помощью проводов, а различные мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, смартфоны) – через Wi-Fi.
Для примера рассмотрим схему одного из возможных вариантов домашней локальной сети. В нем будут участвовать электронные устройства, предназначенные для различных целей и задач, а так же использующих разный тип подключения.
Как видно из рисунка, в единую сеть могут объединяться сразу несколько настольных компьютеров, ноутбуков, смартфонов, телевизионных приставок (IPTV), планшетов и медиаплееров и прочих устройств. Теперь давайте разбираться, какое же оборудование вам понадобится, для построения собственной сети.
Сетевая карта
Сетевая плата является устройством, позволяющим компьютерам связываться друг с другом и обмениваться данными в сети. Все сетевые адаптеры по типу можно разделить на две большие группы – проводные и беспроводные.
Проводные сетевые платы позволяют подключать электронные устройства к сети с использованием технологии Ethernet при помощи кабеля, а в беспроводных сетевых адаптерах используется радио технология Wi-Fi.
Как правило, все современные настольные компьютеры уже оснащены встроенными в материнскую плату сетевыми картами Ethernet, а все мобильные устройства (смартфоны, планшеты) — сетевыми адаптерами Wi-Fi. При этом ноутбуки и ультрабуки в большинстве своем оснащаются обоими сетевыми интерфейсами сразу.
Несмотря на то, что в подавляющем большинстве случаев, компьютерные устройства имеют встроенные сетевые интерфейсы, иногда возникает необходимость в приобретении дополнительных плат, например, для оснащения системного блока беспроводным модулем связи Wi-Fi.
По своей конструктивной реализации отдельные сетевые карты делятся на две группы – внутренние и внешние. Внутренние карты предназначены для установки в настольные компьютеры с помощью интерфейсов и соответствующих им разъемов PCI и PCIe. Внешние платы подключаются через разъемы USB или устаревающие PCMCIA (только ноутбуки).
Маршрутизатор (Роутер)
Основным и самым главным компонентом домашней локальной сети является роутер или маршрутизатор – специальная коробочка, которая позволяет объединять несколько электронных устройств в единую сеть и подключать их к Интернету через один единственный канал, предоставляемый вам провайдером.
Роутер – это многофункциональное устройство или даже миникомпьютер со своей встроенной операционной системой, имеющий не менее двух сетевых интерфейсов. Первый из них — LAN (Local Area Network) или ЛВС (Локальная Вычислительная Сеть) служит для создания внутренней (домашней) сети, которая состоит из ваших компьютерных устройств. Второй – WAN (Wide Area Network) или ГВС (Глобальная Вычислительная Сеть) служит для подключения локальной сети (LAN) к другим сетям и всемирной глобальной паутине — Интернету.
Основным назначением устройств подобного типа является определение путей следования (составление маршрутов) пакетов с данными, которые пользователь посылает в другие, более крупные сети или запрашивает из них. Именно с помощью маршрутизаторов, огромные сети разбиваются на множество логических сегментов (подсети), одним из которых является домашняя локальная сеть. Таким образом, в домашних условиях основной функцией роутера можно назвать организацию перехода информации из локальной сети в глобальную, и обратно.
Еще одна важная задача маршрутизатора – ограничить доступ к вашей домашней сети из всемирной паутины. Наверняка вы вряд будете довольны, если любой желающий сможет подключаться к вашим компьютерам и брать или удалять из них все что ему заблагорассудится.
Что бы этого не происходило, поток данных, предназначенный для устройств, относящихся к определенной подсети, не должен выходить за ее пределы. Поэтому, маршрутизатор из общего внутреннего трафика, создаваемого участниками локальной сети, выделяет и направляет в глобальную сеть только ту информацию, которая предназначена для других внешних подсетей. Таким образом, обеспечивается безопасность внутренних данных и сберегается общая пропускная способность сети.
Главный механизм, который позволяет роутеру ограничить или предотвратить обращение из общей сети (снаружи) к устройствам в вашей локальной сети получил название NAT (Network Address Translation). Он же обеспечивает всем пользователям домашней сети доступ к Интернету, благодаря преобразованию несколько внутренних адресов устройств в один публичный внешний адрес, который предоставляет вам поставщик услуг интернета. Все это дает возможность компьютерам домашней сети спокойно обмениваться информацией между собой и получать ее из других сетей. В то же время, данные хранящиеся в них остаются недоступными для внешних пользователей, хотя в любой момент доступ к ним может быть предоставлен по вашему желанию.
В общем, маршрутизаторы можно разделить на две большие группы — проводные и беспроводные. Уже по названиям видно, что к первым все устройства подключаются только с помощью кабелей, а ко вторым, как с помощью проводов, так и без них с использованием технологии Wi-Fi. Поэтому, в домашних условиях, чаще всего используются именно беспроводные маршрутизаторы, позволяющие обеспечивать интернетом и объединять в сеть компьютерное оборудование, использующее различные технологии связи.
Для подключения компьютерных устройств с помощью кабелей, роутер имеет специальные гнезда, называемые портами. В большинстве случаев на маршрутизаторе имеется четыре порта LAN для подсоединения ваших устройств и один WAN-порт для подключения кабеля провайдера.
Во многих случаях, роутер может оказаться единственным компонентом, необходимым для построения собственной локальной сети, так как в остальных попросту не будет нужды. Как мы уже говорили, даже самый простой маршрутизатор позволяет при помощи проводов подключить до четырех компьютерных устройств. Ну а количество оборудования, получающего одновременный доступ к сети с помощью технологии Wi-Fi, может и вовсе исчисляться десятками, а то и сотнями.
Если все же в какой-то момент количества LAN-портов роутера перестанет хватать, то для расширения кабельной сети к маршрутизатору можно подсоединить один или несколько коммутаторов (речь о них пойдет ниже), выполняющих функции разветвителей.
Модем
В современных компьютерных сетях модемом называют устройство обеспечивающее выход в интернет или доступ к другим сетям через обычные проводные телефонные линии (класс xDSL) или с помощью беспроводных мобильных технологий (класс 3G).
Условно модемы можно разделить на две группы. К первой относятся те, которые соединяются с компьютером через интерфейс USB и обеспечивают выходом в сеть только один конкретный ПК, к которому непосредственно происходит подключение модема. Во второй группе для соединения с компьютером используется уже знакомые нам LAN и/или Wi-Fi интерфейсы. Их наличие говорит о том, что модем имеет встроенный маршрутизатор. Такие устройства часто называют комбинированными, и именно их следует использовать для построения локальной сети.
При выборе DSL-оборудования пользователи могут столкнуться с определенными трудностями, вызванными путаницей в его названиях. Дело в том, что зачастую в ассортименте компьютерных магазинов, соседствуют сразу два очень похожих класса устройств: модемы со встроенными роутерами и роутеры со встроенными модемами. В чем же у них разница?
Каких-либо ключевых отличий эти две группы устройств практически не имеют. Сами производители позиционируют маршрутизатор со встроенным модемом как более продвинутый вариант, наделенный большим количеством дополнительных функций и обладающий улучшенной производительностью. Но если вас интересуют только базовые возможности, например, такие как, подключение к интернету всех компьютеров домашней сети, то особой разницы между модемами-маршрутизаторами и маршрутизаторами где, в качестве внешнего сетевого интерфейса используется DSL-модем, нет.
Итак, подытожим, современный модем, с помощью которого можно построить локальную сеть – это, по сути, маршрутизатор, у которого в качестве внешнего сетевого интерфейса выступает xDSL или 3G-модем.
Коммутатор
Коммутатор или свитч (switch) служит для соединения между собой различных узлов компьютерной сети и обмена данными между ними по кабелям.
В роли этих узлов могут выступать как отдельные устройства, например настольный ПК, так уже и объединенные в самостоятельный сегмент сети целые группы устройств. В отличие от роутера, коммутатор имеет только один сетевой интерфейс – LAN и используется в домашних условиях в качестве вспомогательного устройства преимущественно для масштабирования локальных сетей.
Для подключения компьютеров с помощью проводов, как и маршрутизаторы, коммутаторы так же имеют специальные гнезда-порты. В моделях, ориентированных на домашнее использование, обычно их количество равняется пяти или восьми. Если в какой-то момент для подключения всех устройств количества портов коммутатора перестанет хватать, к нему можно подсоединить еще один свитч. Таким образом, можно расширять домашнюю сеть сколько угодно.
Коммутаторы разделяют на две группы: управляемые и неуправляемые. Первые, что следует из названия, могут управляться из сети с помощью специального программного обеспечения. Имея продвинутые функциональные возможности, они дороги и не используются в домашних условиях. Неуправляемые свитчи распределяют трафик и регулируют скорость обмена данными между всеми клиентами сети в автоматическом режиме. Именно эти устройства являются идеальными решениями для построения малых и средних локальных сетей, где количество участников обмена информацией невелико.
В зависимости от модели, коммутаторы могут обеспечить максимальную скорость передачи данных равную либо 100 Мбит/с (Fast Ethernet ), либо 1000 Мбит/c (Gigabit Ethernet). Гигабитные свитчи лучше использовать для построения домашних сетей, в которых планируется часто передавать файлы большого размера между локальными устройствами.
Беспроводная точка доступа
Для обеспечения беспроводного доступа к интернету или ресурсам локальной сети, помимо беспроводного маршрутизатора можно использовать и другое устройство, называемое беспроводной точкой доступа.
В отличие от роутера, данная станция не имеет внешнего сетевого интерфейса WAN и оснащается в большинстве случаев только одним портом LAN для подключения к роутеру или коммутатору. Таким образом, точка доступа вам понадобится в том случае, если в вашей локальной сети используется обычный маршрутизатор или модем без поддержки Wi-Fi.
Использование же дополнительных точек доступа в сети с беспроводным маршрутизатором может быть оправдано в тех случаях, когда требуется большая зона покрытия Wi-Fi. Например, мощности сигнала одного лишь беспроводного роутера может не хватить, что бы покрыть полностью всю площадь в крупном офисе или многоэтажном загородном доме.
Так же точки доступа можно использовать для организации беспроводных мостов, позволяющих соединять между собой с помощью радиосигнала отдельные устройства, сегменты сети или целые сети в тех местах, где прокладка кабелей нежелательна или затруднительна.
Сетевой кабель, коннекторы, розетки
Несмотря на бурное развитие беспроводных технологий, до сих пор многие локальные сети строятся с помощью проводов. Такие системы имеют высокую надежность, отличную пропускную способность и сводят к минимуму возможность несанкционированного подключения к вашей сети извне.
Для создания проводной локальной сети в домашних и офисных условиях используется технология Ethernet, где сигнал передается по так называемой «витой паре» (TP- Twisted Pair) – кабелю, состоящему из четырех медных свитых друг с другом (для уменьшения помех) пар проводов.
При построении компьютерных сетей используется преимущественно неэкранированный кабель категории CAT5, а чаще его усовершенствованная версия CAT5e. Кабели подобной категории позволяют передавать сигнал со скоростью 100 Мбит/c при использовании только двух пар (половины) проводов, и 1000 Мбит/с при использовании всех четырех пар.
Для подключения к устройствам (маршрутизаторам, коммутаторам, сетевым картам и так далее) на концах витой пары используются 8-контактные модульные коннекторы, повсеместно называемые RJ-45 (хотя их правильное название — 8P8C).
В зависимости от вашего желания, вы можете, либо купить в любом компьютерном магазине уже готовые (с обжатыми разъемами) сетевые кабели определённой длинны, называемые «патч-кордами», либо по отдельности приобрести витую пару и разъемы, а затем самостоятельно изготовить кабели необходимого размера в нужном количестве.
Используя кабели для объединения компьютеров в сеть, конечно можно подключать их напрямую от коммутаторов или маршрутизаторов к разъемам на сетевых картах ПК, но существует и другой вариант – использование сетевых розеток.
В этом случае, один конец кабеля соединяется с портом коммутатора, а другой с внутренними контактами розетки, во внешний разъем которой впоследствии можно уже подключать компьютерные или сетевые устройства.
Сетевые розетки могут быть как встраиваемыми в стену, так и монтируемыми снаружи. Применение розеток вместо торчащих концов кабелей придаст более эстетичный вид вашему рабочему месту. Так же розетки удобно использовать в качестве опорных точек различных сегментов сети. Например, можно установить коммутатор или маршрутизатор в коридоре квартиры, а затем от него капитально развести кабели к розеткам, размещенным во всех необходимых помещениях. Таким образом, вы получите несколько точек, расположенных в разных частях квартиры, к которым можно будет в любой момент подключать не только компьютеры, но и любые сетевые устройства, например, дополнительные коммутаторы для расширения вашей домашней или офисной сети.
Еще одной мелочью, которая вам может понадобиться при построении кабельной сети является удлинитель, который можно использовать для соединения двух витых пар с уже обжатыми разъемами RJ-45.
Помимо прямого назначения, удлинители удобно применять в тех случаях, когда конец кабеля заканчивается не одним разъемом, а двумя. Такой вариант возможен при построении сетей с пропускной способностью 100 Мбит/c, где для передачи сигнала достаточно использования только двух пар проводов.
Так же для подключения к одному кабелю сразу двух компьютеров без использования коммутатора можно использовать сетевой разветвитель. Но опять же стоит помнить, что в этом случае максимальная скорость обмена данными будет ограничена 100 Мбит/c.
Более подробно об обжимке витой пары, подключения розеток и характеристиках сетевых кабелей читайте в специальном материале.
Топология сети
Теперь, когда мы познакомились с основными компонентами локальной сети, пришло время поговорить о топологии. Если говорить простым языком, то сетевая топология – это схема, описывающая месторасположения и способы подключения сетевых устройств.
Существует три основных вида топологии сети: Шина, Кольцо и Звезда. При шинной топологии все компьютеры сети подключаются к одному общему кабелю. Для объединения ПК в единую сеть с помощью топологии «Кольцо», осуществляется их последовательное соединение между собой, при этом последний компьютер подключается к первому. При топологии «Звезда» каждое устройство подсоединяется к сети через специальный концентратор с помощью отдельного кабеля.
Наверное, внимательный читатель уже догадался, что для построения домашней или небольшой офисной сети преимущественно используется топология «Звезда», где в качестве устройств-концентраторов используются маршрутизаторы и коммутаторы.
Создание сети с применением топологии «Звезда» не требует глубоких технических знаний и больших финансовых вливаний. Например, с помощью коммутатора, стоимостью 250 рублей можно за несколько минут объединить в сеть 5 компьютеров, а при помощи маршрутизатора за пару тысяч рублей и вовсе построить домашнюю сеть, обеспечив несколько десятков устройств доступом к интернету и локальным ресурсам.
Еще одними несомненными преимуществами данной топологии являются хорошая расширяемость и простота модернизации. Так, ветвление и масштабирование сети достигается путем простого добавления дополнительных концентраторов с необходимыми функциональными возможностями. Так же в любой момент можно изменять физическое месторасположение сетевых устройств или менять их местами, чтобы добиться более практичного использования оборудования и уменьшить количество, а так же длину соединительных проводов.
Несмотря на то, что топология «Звезда» позволяет достаточно быстро изменять сетевую структуру, расположения маршрутизатора, коммутаторов и других необходимых элементов необходимо продумать заранее, сообразуясь с планировкой помещения, количеством объединяемых устройств и способами их подключения к сети. Это позволит минимизировать риски, связанные с покупкой неподходящего или избыточного оборудования и оптимизировать сумму ваших финансовых затрат.
Заключение
В этом материале мы рассмотрели общие принципы построения локальных сетей, основное оборудование, которое при этом используется и его назначение. Теперь вы знаете, что главный элементом практически любой домашней сети является маршрутизатор, который позволяет объединять в сеть множество устройств, использующих как проводные (Ethernet), так и беспроводные (Wi-Fi) технологии, при этом обеспечивая всем им подключение к интернету через один единственный канал.
В качестве вспомогательного оборудования для расширения точек подключения к локальной сети с помощью кабелей, используются коммутаторы, по сути, являющиеся разветвителями. Для организации же беспроводных соединений служат точки доступа, позволяющие с помощью технологии Wi-Fi не только подключать без проводов к сети всевозможные устройства, но и режиме «моста» соединять между собой целые сегменты локальной сети.
Что бы точно понимать, сколько и какого оборудования вам необходимо будет приобрести для создания будущей домашней сети, обязательно сначала составьте ее топологию. Нарисуйте схему расположения всех устройств-участников сети, которым потребуется кабельное подключение. В зависимости от этого выберите оптимальную точку размещения маршрутизатора и при необходимости, дополнительных коммутаторов. Каких-либо единых правил здесь нет, так как физическое расположение роутера и свитчей зависит от многих факторов: количества и типа устройств, а так же задач, которые на них будут возложены; планировки и размера помещения; требований к эстетичности вида коммутационных узлов; возможностей прокладки кабелей и прочих.
Итак, как только у вас появится подробный план вашей будущей сети, можно начинать переходить к подбору и покупке необходимого оборудования, его монтажу и настройке. Но на эти темы мы поговорим уже в наших следующих материалах.
Обратившись к специалистам нашей компании вы сможете избежать многих проблем. Мы поможем подобрать качественное и недорогое оборудование, провести квалифицированный монтаж СКС, монтаж систем видеонаблюдения, монтаж СКУД и провести тестирование СКС на соответствие категории поверенным прибором.
